JPH11351071A - 内燃機関のegr装置 - Google Patents

内燃機関のegr装置

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JPH11351071A
JPH11351071A JP10164546A JP16454698A JPH11351071A JP H11351071 A JPH11351071 A JP H11351071A JP 10164546 A JP10164546 A JP 10164546A JP 16454698 A JP16454698 A JP 16454698A JP H11351071 A JPH11351071 A JP H11351071A
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JP
Japan
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passage
throttle valve
egr
intake
combustion engine
Prior art date
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Application number
JP10164546A
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English (en)
Inventor
Hirofumi Shimizu
宏文 清水
Koji Mori
光司 森
Toshifumi Nishimura
利文 西村
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Abstract

(57)【要約】 【課題】 吸入空気とEGRガスとの混合を促進できる
と共に、高負荷、高回転時の出力も確保できる内燃機関
のEGR装置を提供すること。 【解決手段】 エンジン20のスロットルボディ26
(吸気通路)内に介装されたスロットルバルブ27と、
このスロットルバルブ27下流の吸気管23(吸気通
路)にEGR導入口34が開口するEGR通路31とを
備え、前記スロットルバルブ27が最小開度まで閉弁せ
しめられた状態でもスロットルボディ26との間に所定
の隙間(空気通路部)が形成されるようにした内燃機関
のEGR装置において、前記所定の隙間を流通する吸入
空気流れにスロットルボディ26軸回りの旋回成分を付
与する翼状部材を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、排気ガスの再循環
により、燃費改善あるいは排気性能向上を図る内燃機関
のEGR装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来技術には、エンジンの吸気管に排気
再循環ガス(EGRガス)を導く排出ガス還流管を接続
したEGR装置(排出ガス還流装置)を備えたエンジン
がある。上記内燃機関のEGR装置によって吸入空気と
EGRガスとは混合気体として吸気マニホールドに流入
する。通常、エンジンには、各気筒毎に数個の入り口が
設けられていて、上記混合気体は、吸気マニホールドに
よってそれぞれに気筒毎に分配される。このとき各気筒
間で、混合気体におけるEGRガスの割合がばらつかな
いようにする技術として、例えば特開平9−20984
7号公報のように吸入空気の通路内に突起物などを常設
し、吸入空気を攪拌しEGRガスとの混合割合のばらつ
きを低減する装置が提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、エンジンを
高負荷あるいは高回転で運転する運転条件では、もとも
とEGRガスの混合割合を低く設定する場合が多く、吸
入空気とEGRガスとの混合を特に促進する必要はない
のであるが、上記の従来技術では常に吸入空気を攪拌す
るようになっているため、これが空気吸入時の抵抗にな
って高負荷、高回転時のエンジン出力を低下させるとい
う問題が生じる。本発明はこのような問題点に着目し、
吸入空気とEGRガスとの混合を促進できると共に、高
負荷、高回転時の出力も確保できる内燃機関のEGR装
置を提供することを目的としている。
【0004】
【課題を解決するための手段】そこで、請求項1記載の
発明では、機関の吸気通路内に介装されたスロットル弁
と該スロットル弁下流の吸気通路に一端が開口するEG
R通路とを備え、前記スロットル弁が最小開度まで閉弁
せしめられた状態でも吸気通路との間に所定の空気通路
部が形成されるようにした内燃機関のEGR装置におい
て、前記所定の空気通路部を流通する吸入空気流れに吸
気通路軸回りの旋回成分を付与する旋回成分付与手段を
設けた。スロットル弁が閉弁せしめられたときには、流
れの主流、すなわち、空気通路部を流通する吸入空気流
れに旋回成分が付与されてこれより下流側の流れがスパ
イラル状になる。このため、吸気通路に導入されたEG
Rガスが各気筒に吸入されるまでの流通経路を長くする
ことができ、吸入空気とEGRガスとの混合が促進され
る。一方、スロットル弁が開弁せしめられたときに旋回
成分が付与されるのは吸入空気流れの一部に限られるの
で、スパイラル流れは発生せず抵抗もあまり増加しな
い。よって、高負荷、高回転時の出力も確保することが
できる。
【0005】具体的には、請求項2記載の発明のよう
に、吸入空気流れに対し所定の角度をなすよう前記スロ
ットル弁の自由端部に形成された翼状部材として旋回成
分付与手段を構成することができ、これによればスロッ
トル弁単体の変更によって上記作用を得ることができ
る。また、請求項3記載の発明のように、吸入空気流れ
に対し所定の角度をなすよう吸気通路の内壁から突出形
成された翼状部材として旋回成分付与手段を構成しても
よく、この場合翼状部材を流れ方向に長く形成すること
が可能となるので、吸入空気流れにより旋回成分を付与
し易くなる。翼状部材の形成範囲としては、請求項4記
載の発明のように、最小開度における前記スロットル弁
の自由端部の上流側から下流側にわたる範囲とすること
ができる。さらに好ましくは請求項5記載の発明のよう
に、最小開度から所定の小開度の開度範囲における前記
スロットル弁の自由端部の上流側から下流側にわたる範
囲にすると良い。また、請求項6記載の発明のように、
前記EGR通路の開口位置が前記翼状部材の形成範囲内
となるようにすれば、EGRガスを吸入空気のスパイラ
ル流れに確実に乗せることができる。
【0006】請求項7記載の発明では、機関の吸気通路
内に介装されたスロットル弁と該スロットル弁下流の吸
気通路に一端が開口するEGR通路とを備え、前記スロ
ットル弁が最小開度まで閉弁せしめられた状態では吸気
通路をほぼ閉塞するようにした内燃機関のEGR装置に
おいて、最小開度まで閉弁せしめられた前記スロットル
弁の上流側と下流側とをバイパスし、吸入空気流れに対
し所定の角度をなすバイパス通路を設けた。これによれ
ば、請求項1記載の発明と同様に、スロットル弁が閉弁
せしめられたときにはスパイラル状の吸入空気流れが得
られ、スロットル弁が開弁せしめられたときには吸入空
気流れに対する抵抗がほとんど発生しない。さらに、請
求項8記載の発明のように、前記EGR通路の開口位置
が前記バイパス通路の下流側開口部の直下流となるよう
にすれば、EGRガスを吸入空気のスパイラル流れに確
実に乗せることができる。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき説明する。図1〜図5は、本発明の実施の形態
1を示すもので、20はエンジン、21は吸気マニホー
ルド、22は排気マニホールドである。吸気マニホール
ド21は、吸気管23とこの吸気管23に続く所定容量
のサージタンク24と、このサージタンク24からエン
ジン20の各気筒に接続する分配管25とから構成さ
れ、吸気管23の上流側に接続されたスロットルボディ
26にスロットルバルブ27が介装される。
【0008】図1〜図4に示したスロットルバルブ27
の状態は最も流入空気を絞った状態を示している。本状
態においてもスロットルバルブ27の両自由端部27
a,27bに隙間35a,35bが発生し、積極的に吸
入空気をサージタンク24に取り込むようになってい
る。このようなエンジン20としては、例えばディーゼ
ルエンジンやアイドル回転速度を調節するためのバイパ
ス通路を持たない電制スロットル制御のガソリンエンジ
ンなどがある。
【0009】排気マニホールド22は、エンジン20の
各気筒に接続する分岐管28と、この分岐管28が集合
する排気管30とから構成される。排気管30からはエ
ンジン20の排気ガスの一部を吸気系に還流するための
EGR通路(排気還流路)31が分岐形成され、吸気系
のスロットルバルブ27の後方かつサージタンク24の
上流の吸気管23にEGR導入口34として接続され
る。
【0010】自由端部27a,27bには、隙間35
a,35bを通過する吸入空気の進行方向に対し下流方
向に所定の角度θを持った翼状部材(以下、スパイラル
翼と称す)40a,40bが設けられている。なお、ス
パイラル翼40a,40bは複数設けてもよい。また、
スロットルバルブ27の自由端部27a,27bを切り
欠き、折り曲げて翼状に形成してもよい。
【0011】この実施の形態によれば、隙間35a,3
5bを通過する吸入空気が、スパイラル翼40a,40
bにより、図2に示すようなスパイラル状の流れを発生
する。その結果、スロットルバルブ27より下流側に設
けられたEGR導入口34より導入されるEGRガスは
このスパイラル流れにより、サージタンク24までの流
入経路が長くなり、吸入空気とEGRガスとの混合が促
進される。
【0012】また、図5に示すように、スロットルバル
ブ27の絞りが開いた場合、つまり吸入空気量が多く、
EGR混合率が低い場合は、スパイラル翼40a,40
bの影響度は低くなり、必要以上に吸入空気の吸入抵抗
を増加させることがない。この結果、EGR混合率の低
いスロットル開度の高い時には吸入空気の吸入抵抗を増
大させることなく、EGR混合率の高いスロットル開度
の低い時には、EGR混合率の気筒間でのばらつきの改
善が図られるので、エンジン20はすべての運転状態で
安定して動作し、出力や燃費の改善を図ることができ
る。
【0013】図6、図7は実施の形態2を示すもので、
隙間35a,35bの部分にスパイラル翼41a,41
bが、スロットルボディ26に設けられている。このよ
うにすれば、隙間35a,35bを通過する吸入空気の
早い流速の、流入方向に所定の長さに合わせたスパイラ
ル翼41a,41bを備えることができるため、スパイ
ラル状の流れの発生力が十分強くなるため、吸入空気と
EGRガスとの混合割合のばらつきを改善することがで
きる。また、スパイラル翼41a,41bは複数設けら
れてもよい。また、図7に示すように、スロットルバル
ブ27の絞りが開いた場合、つまり吸入空気量が多く、
EGR混合率が低い場合は、スパイラル翼41a,41
bの影響度は低くなり、必要以上に吸入空気の吸入抵抗
を増加させることがない。
【0014】図8〜図10は実施の形態3を示すもの
で、スパイラル翼42a,42bが、スロットルバルブ
27が所定の小開度の時の隙間35a,35bの領域に
設けられている。このようにすれば、スロットルバルブ
27が最も絞られた状態で、スパイラル状の流れを発生
するだけでなく、スロットルバルブ27の絞りの程度に
対応したスパイラル状の流れを発生することができる。
この場合、図10に示すように、スパイラル翼42a,
42bは複数設けてもよいし、その場合、各スパイラル
翼42a,42bの高さHは別々に設定しても構わな
い。
【0015】図11は実施の形態4を示すもので、実施
の形態2を元に説明すると、スパイラル翼41a,41
bが設けられている範囲内に、EGR導入口34を設け
る。このようにすれば、EGR導入口34より導入され
るEGRガスが、隙間35a,35bを通過しスパイラ
ル状の流れを形成した吸入空気の流れに乗りやすくな
り、吸入吸気とEGRガスとの混合が一層促進される。
【0016】図12、図13は実施の形態5を示すもの
で、スロットルバルブ27が最も閉じた状態では、隙間
35a,35bはほとんど無く、その代わりに、スロッ
トルボディ26にバイパス通路43a,43bを設け
る。バイパス通路43a,43bは吸入空気の進行方向
に対し、下流方向に所定の角度θをもって備えられてい
る。図中はバイパス通路43a,43bが2つ備えられ
ているが、1つでも構わないし、また2つ以上あっても
構わない。
【0017】このようにすれば、スロットルバルブ27
が最も閉じられた状態では、吸入空気はほとんどバイパ
ス通路43a,43bを通り、吸気管23に戻る。この
際、吸入空気は角度θを与えられて吸気管23に戻るた
め、これ以降の吸入空気の流れはスパイラル状の流れと
なる。その結果、EGR導入口34より導入されたEG
Rガスと、吸入空気との混合率のばらつきが改善され
る。
【0018】一方、スロットルバルブ27が開いた状態
では、吸入空気はバイパス通路43a,43bより抵抗
の少ない主要通路44を通過する。この結果、EGR混
合率の低いスロットル開度の高い時には吸入空気の吸入
抵抗を増大させることなく、EGR混合率の高いスロッ
トル開度の低い時には、EGR混合率ばらつきの改善が
図られるので、エンジン20はすべての運転状態で安定
して動作し、出力や燃費の改善を図ることができる。
【0019】図14は実施の形態6を示すもので、バイ
パス通路43aの戻り口の直下流にEGR導入口34が
設けられている。このようにすれば、EGR導入口34
より導入されるEGRガスが、スパイラル状の流れを形
成した吸入空気の流れに乗りやすくなり、吸入空気とE
GRガスとの混合が一層促進される。
【0020】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の内燃
機関のEGR装置にあっては、スロットル弁を最小開度
まで閉弁させた状態で吸気通路との間に形成される所定
の空気通路部に、この空気通路部を流通する吸入空気流
れに吸気通路軸回りの旋回成分を付与する旋回成分付与
手段を設けた構成としたため、EGRガスの混合率の高
いスロットル弁閉弁時には、吸気の流れがスパイラル状
となり、吸気通路に導入されたEGRガスの流通経路が
長くなって、吸入空気とEGRガスとの混合を促進で
き、気筒間での混合率のばらつきを改善して燃焼の安定
を図ることができ、一方、EGRガスの混合率の低いス
ロットル弁開弁時には、旋回成分付与手段の影響は低
く、吸入抵抗を増大させることなく高負荷・高回転時の
出力も確保することができる。よって、内燃機関がすべ
ての運転状態で安定して動作し、出力や燃費の改善を図
ることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施の形態1の内燃機関のEGR装置の
一例を説明する図である。
【図2】図1のスロットルボディ26の近辺を拡大した
図である。
【図3】図2のQ矢視図である。
【図4】図2のP矢視図である。
【図5】図2のスロットルバルブ27がほぼ全開状態を
示した図である。
【図6】本発明にかかる内燃機関のEGR装置の実施の
形態2を示す吸入空気の通路の流れ方向の断面図であ
る。
【図7】図3のスロットルバルブ27がほぼ全開状態を
示した図である。
【図8】本発明にかかる内燃機関のEGR装置の実施の
形態3を示す吸入空気の通路の流れ方向の断面図であ
る。
【図9】図8のスロットルバルブ27がほぼ全開状態を
示した図である。
【図10】図8のR矢視図である。
【図11】本発明にかかる内燃機関のEGR装置の実施
の形態4を示す吸入空気の通路の流れ方向の断面図であ
る。
【図12】本発明にかかる内燃機関のEGR装置の実施
の形態5を示す吸入空気の通路の流れ方向の断面図であ
る。
【図13】図12のS矢視図である。
【図14】本発明にかかる内燃機関のEGR装置の実施
の形態6を示す吸入空気の通路の流れ方向の断面図であ
る。
【符号の説明】
20 エンジン 21 吸気マニホールド 22 排気マニホールド 23 吸気管(吸気通路) 24 サージタンク 25 分配管 26 スロットルボディ(吸気通路) 27 スロットルバルブ 27a 自由端部 27b 自由端部 28 分岐管 30 排気管 31 EGR通路 34 EGR導入口 35a 隙間(空気通路部) 35b 隙間(空気通路部) 40a 翼状部材(スパイラル翼) 40b 翼状部材(スパイラル翼) 41a スパイラル翼 41b スパイラル翼 42a スパイラル翼 42b スパイラル翼 43a バイパス通路 43b バイパス通路 44 主要通路

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 機関の吸気通路内に介装されたスロット
    ル弁と該スロットル弁下流の吸気通路に一端が開口する
    EGR通路とを備え、前記スロットル弁が最小開度まで
    閉弁せしめられた状態でも吸気通路との間に所定の空気
    通路部が形成されるようにした内燃機関のEGR装置に
    おいて、 前記所定の空気通路部を流通する吸入空気流れに吸気通
    路軸回りの旋回成分を付与する旋回成分付与手段を設け
    たことを特徴とする内燃機関のEGR装置。
  2. 【請求項2】 前記旋回成分付与手段が、吸入空気流れ
    に対し所定の角度をなすよう前記スロットル弁の自由端
    部に形成された翼状部材であることを特徴とする請求項
    1記載の内燃機関のEGR装置。
  3. 【請求項3】 前記旋回成分付与手段が、吸入空気流れ
    に対し所定の角度をなすよう吸気通路の内壁から突出形
    成された翼状部材であることを特徴とする請求項1記載
    の内燃機関のEGR装置。
  4. 【請求項4】 前記翼状部材が、最小開度における前記
    スロットル弁の自由端部の上流側から下流側にわたる範
    囲に形成されていることを特徴とする請求項3記載の内
    燃機関のEGR装置。
  5. 【請求項5】 前記翼状部材が、最小開度から所定の小
    開度の開度範囲における前記スロットル弁の自由端部の
    上流側から下流側にわたる範囲に形成されていることを
    特徴とする請求項3記載の内燃機関のEGR装置。
  6. 【請求項6】 前記EGR通路の開口位置が、前記翼状
    部材の形成範囲内であることを特徴とする請求項2また
    は3記載の内燃機関のEGR装置。
  7. 【請求項7】 機関の吸気通路内に介装されたスロット
    ル弁と該スロットル弁下流の吸気通路に一端が開口する
    EGR通路とを備え、前記スロットル弁が最小開度まで
    閉弁せしめられた状態では吸気通路をほぼ閉塞するよう
    にした内燃機関のEGR装置において、 最小開度まで閉弁せしめられた前記スロットル弁の上流
    側と下流側とをバイパスし、吸入空気流れに対し所定の
    角度をなすバイパス通路を設けたことを特徴とする内燃
    機関のEGR装置。
  8. 【請求項8】 前記EGR通路の開口位置が、前記バイ
    パス通路の下流側開口部の直下流であることを特徴とす
    る請求項7記載の内燃機関のEGR装置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009068381A (ja) * 2007-09-11 2009-04-02 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気通路
CN103061898A (zh) * 2009-05-07 2013-04-24 株式会社电装 用于内燃机的控制装置和估算阀开度的方法
JP2017180196A (ja) * 2016-03-29 2017-10-05 マツダ株式会社 多気筒エンジンの制御装置
JP2018132064A (ja) * 2018-04-23 2018-08-23 株式会社デンソー バルブユニット

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